專利名稱：一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬CdTe熒光量子點的制備領域，特別是涉及一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法。
背景技術(shù)：
近年來，半導體熒光量子點的研究受到了普遍關注，主要是其獨特的發(fā)光性能及潛在的應用價值。與傳統(tǒng)有機熒光染料相比，半導體量子點呈現(xiàn)出吸收光譜寬而連續(xù)，具有良好的發(fā)光穩(wěn)定性，它可以經(jīng)受反復多次激發(fā)而不易發(fā)生光漂白。由于這些優(yōu)異特性，半導體量子點在生物標記、生物檢測、生物探針及傳感器等領域展示了廣泛的應用前景。 目前量子點的合成方法主要可歸結(jié)為三大類 一種是在高溫有機合成法，如CdSe， InAs等，[Guang S.H.etc.Appl.Phys丄ett.90.2007， 181108: 1-4]。 此類方法主要優(yōu)點是得到的熒光納米材料具有幾乎完美的晶體結(jié)構(gòu)及較窄的粒徑分布，且分散均勻等；其不利因素是反應時需要在高溫條件下進行，且毒性大，并且所用試劑價格昂貴，限制了熒光納米材料在生物檢測、生物標記等領域的應用。另類方法是水相合成法，如利用巰基乙酸做穩(wěn)定劑來制備CdTe量子點等，[ErboY.etc.plosone.2008， 3: 1-7]。 其優(yōu)點是成本低、合成方法簡單；但此種方法也有明顯缺點，如易聚集，分散性差等缺點。第三類方法是反膠束法。[J.Phy.Organic.Chem， 2006， 19 : 219-227]此方法制備的納米粒子小，粒徑可控。但此方法制備的量子點易發(fā)生粒子團聚。因此，尋求一種制備CdTe量子點的新方法，提高量子點的分散性及發(fā)光穩(wěn)定性，有著重要意義。 通過綜合有機相和水相兩相界面反應制備量子點，兼顧有機相和水相合成方法的優(yōu)點，可以制備出性能優(yōu)異的量子點。目前已有報道，通過界面反應可以制備出發(fā)光量子點CdS[AlexanderN.K.etc.Opt.Mate.， 2008， 30: 1304-1309]。到目前為止，尚未見到有關如何用液液法制備CdTe熒光量子點的報道。本發(fā)明中通過兩種反應物在油水兩相界面反應，最終在油相生成CdTe量子點，其量子效率高、粒徑分布窄、單分散性好、合成方法簡單、溫度要求低、成本較小。這諸多優(yōu)點為CdTe量子點在生命科學、分析科學、材料科學、免疫醫(yī)學、檢驗檢疫等傳統(tǒng)及新興領域的應用打下了良好的基礎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，該方法在低溫下油水兩相界面進行，操作簡單方便，溫度要求低，重復性好，成本低，保存時間長；且制備的CdTe量子點量子效率可達70.2%、粒徑分布窄、單分散性好等優(yōu)勢。本發(fā)明的一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，包括(1)將0.15M的CdCl2 '2.51120溶液與0.1M的NaOH溶液(CdCl2 '2.51120與NaOH
的摩爾比為l : 2)混合，加入油酸及C6H5CH3，得到含Cd2+的C6H5CH3溶液A ;
(2)將Te粉和NaBH4按摩爾比1 : 3混合，加入去離子水和甲醇的混合液，反 應得到淺紅色的NaHTe的水溶液B，其中，Te粉與混合液的比例質(zhì)量體積比為0.02 0.025g : lmL，去離子水與甲醇的體積比為2 2.2 : 1; (3)將溶液A與溶液B按體積比10 : l混合，反應溫度在60 7(TC，反應時間
為18 20h，即得溶于有機相的CdTe熒光量子點。所述步驟(1)中的油酸與0^5013的體積比為1 : 10。所述步驟(l)中的CdCl2'2.5H2O與C6H5CH3的摩爾體積比為0.001mo1 : 10mL。 所述步驟(2)中的去離子水與甲醇的體積比為2 : 1。所述步驟(2)中的Te粉與混合液的比例質(zhì)量體積比為0.0250g : lmL。 所述步驟(2)中的反應時間為20h。 有益效果 (l)本發(fā)明的制備方法在低溫下油水兩相界面進行，操作簡單方便，溫度要求 低，重復性好，成本低，保存時間長； (2)本發(fā)明制備的CdTe量子點量子效率可達70.2% (以羅丹明(Rdm560)水溶液 在其激發(fā)波長400nm處紫外吸收為0.1時的發(fā)射強度為基準計算)、粒徑分布窄、單分散 性好等優(yōu)勢。


圖1是實施例1液液法制備CdTe熒光 2.1腿；圖2是實施例1液液法制備CdTe熒光 晶型的CdTe的標準峰位一致； 圖3是實施例2液液法制備CdTe熒光量子點分別在lh 的紫外吸收圖； 圖4是實施例2液液法制備CdTe熒光量子點分別在lh 的熒光強度圖； 圖5是實施例3中水與甲醇的體積比分別為1 的條件下液液法制備CdTe熒光量子點的紫外吸收圖；
圖6是實施例3中水與甲醇的體積比分別為1 的條件下液液法制備CdTe熒光量子點的熒光強度圖； 圖7是實施例4中Te粉和NaBH4加入量分別為(0.0125gTe粉和O.OlgNaBH. 0.0187gTe和0.015gNaBH4 ; 0.0250gTe粉和0.02gNaBH4 ; 0.0375Te和0.03gNaBH 0.05gTe和0.04gNaBH4)的條件下液液法制備CdTe熒光量子點的紫外吸收圖；
圖8是實施例4中Te粉和NaBH4加入量分別為(0.0125gTe粉和O.OlgNaBH. 0.0187gTe和0.015gNaBH4 ; 0.0250gTe粉和0.02gNaBH4 ; 0.0375Te和0.03gNaBH 0.05gTe和0.04gNaBH4)的條件下液液法制備CdTe熒光量子點的熒光強度圖。
:子點的透射電鏡圖，粒子平均粒徑約為 子點的X射線衍射圖，衍射峰位與立方 2h ; 4h ; 8h ; 10h ; 20h 2h ; 4h ; 8h ; 10h ; 20h 0， 3 ! 1， 2 ! 1， 1 ! 1， 1 ! 2 0， 3 ! 1， 2 ! 1， 1 ! 1， 1 ! 具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例1(1)將6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液與19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合，
加入表面活性劑油酸lmL及10mLC6H5CH3，得到含Cd2+的C6H5CH3溶液；(2)0.0250gTe粉和0.02gNaBH4加入到兩口瓶中，加入去離子水和甲醇(水與甲醇
的體積比為2 : l)的混合液lmL，反應得到淺紅色的NaHTe的水溶液；(3)將(1)中所得油溶液與(2)所得的水溶液按10 : 1的體積比混合，于6(TC反
應20h，得到溶于有機相的CdTe熒光量子點。 實施例2(1)將6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液與19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合，
加入表面活性劑油酸lmL及10mLC6H5CH3，得到含Cd2+的C6H5CH3溶液；(2)0.0250gTe粉和0.02gNaBH4加入到兩口瓶中，加入去離子水和甲醇(水與甲醇
的體積比為2 : l)的混合液lmL，反應得到淺紅色的NaHTe的水溶液；(3)將(1)中所得油溶液與(2)所得的水溶液按10 : 1的體積比混合，于6(TC反
應20h，分別測定反應lh、 2h、 4h、 8h、 10h、 20h的量子點的光學性能。 由圖3和圖4可知，當反應時間控制在20h時，量子點的紫外吸收峰最尖銳，熒
光強度最強。隨著反應時間的延長，吸收與發(fā)射波長都產(chǎn)生了紅移，說明隨著反應時間
的延長，量子點的粒徑在增大。 實施例3(1)將6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液與19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合，
加入表面活性劑油酸lmL及10mLC6H5CH3，得到含Cd2+的C6H5CH3溶液；(2)0.0250gTe粉和0.02gNaBH4加入到兩口瓶中，加入去離子水和甲醇(水與甲醇
體積比分別為i : 0， 3 : 1， 2 : 1， 1 : 1， 1 : 2)的混合液imL，反應得到淺紅色的
NaHTe的水溶液； (3)將(1)中所得油溶液與(2)所得的水溶液按10 : 1的體積比混合，于6(TC反應20h，得到溶于有機相的CdTe熒光量子點。 由圖5和圖6可知，當水與甲醇的混合體積比為2 : l時，量子點的熒光強度最強。 實施例4(1)將6.5ml(0.15M)的CdCl2 2.5H20溶液與19.6ml(0.1M)的NaOH溶液混合，加入表面活性劑油酸lmL及10mLC6H5CH3，得到含Cd2+的C6H5CH3溶液；
(2)選擇(0.0125gTe粉禾口 0.01gNaBH4 ; 0.0187gTe和0.015gNaBH4 ; 0.0250gTe粉和0.02gNaBH4 ; 0.0375Te和0.03gNaBH4 ; 0.05gTe和0.04gNaBH4)五個對照組分別加入到五個兩口瓶中，加入去離子水和甲醇(水與甲醇的體積比為2 : l)的混合液lmL，反應得到淺紅色的NaHTe的水溶液； (3)取五組相同的(1)中所得的油溶液分別與(2)所得的五個對照組的水溶液，按10 : l的體積比混合，于6(TC反應20h，得到溶于有機相的CdTe熒光量子點。
由圖7和圖8可知，當Te粉和NaBH4的質(zhì)量控制在0.0250g和0.02g時，紫外
激子吸收峰最明顯，熒光強度最強。
權(quán)利要求
一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，包括(1)將0.15M的CdCl2·2.5H2O溶液與0.1M的NaOH溶液混合，加入油酸及C6H5CH3，得到含Cd2+的C6H5CH3溶液A，其中，CdCl2·2.5H2O與NaOH的摩爾比為1∶2；(2)將Te粉和NaBH4按摩爾比1∶3混合，加入去離子水和甲醇的混合液，反應得到淺紅色的NaHTe的水溶液B，其中，Te粉與混合液的比例質(zhì)量體積比為0.02～0.025g∶1mL，去離子水與甲醇的體積比為2～2.2∶1；(3)將溶液A與溶液B按體積比10∶1混合，反應溫度在60～70℃，反應時間為18～20h，即得溶于有機相的CdTe熒光量子點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，其特征在 于所述步驟(l)中的油酸與CeHsCH3的體積比為1 : 10。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，其特征在 于所述步驟(1)中的CdCl2 2.5H20與C6H5CH3的摩爾體積比為O.OOlmol : 10mL。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，其特征在 于所述步驟(2)中的去離子水與甲醇的體積比為2 : 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，其特征在 于所述步驟(2)中的Te粉與混合液的比例質(zhì)量體積比為0.0250g : lmL。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，其特征在 于所述步驟(2)中的反應時間為20h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫液液法制備CdTe熒光量子點的方法，包括(1)將CdCl2·2.5H2O溶液與NaOH溶液(CdCl2·2.5H2O與NaOH摩爾比為1∶2)混合，加入表面活性劑及C6H5CH3，得到含Cd2+的C6H5CH3溶液A；(2)將Te粉和NaBH4混合均勻，加入去離子水和甲醇的混合液，反應得到淺紅色的NaHTe的水溶液B；(3)將溶液A與溶液B混合后，于60～70℃反應時間為18～20h，即得溶于有機相的CdTe熒光量子點。該方法在低溫下油水兩相界面進行，操作簡單方便，溫度要求低，重復性好，成本低，保存時間長；且制備的CdTe量子點量子效率可達70.2％、粒徑分布窄、單分散性好等優(yōu)勢。
文檔編號C09K11/88GK101691211SQ20091019740
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者倪似愚, 周興平, 王朋 申請人:東華大學